Geochemical and Sr-Nd-Pb isotopic characteristics of alkaline rocks and carbonatite of the Belaya Zima Massif (Eastern S.pdf Введение Несмотря на длительную историю изучения щелочных карбонатитовых комплексов, до сих пор остается актуальной проблема карбонатитового магматизма, так как он представляет огромный научный интерес и несет уникальную информацию о процессах, протекающих в верхней мантии. Карбо-натитовые магмы обладают чрезвычайно низкой вязкостью, что, несомненно, позволяет им отделяться от мантийного источника при очень низких степенях частичного плавления. Такие расплавы характеризуются высоким содержанием в составе широкого спектра некогерентных литофильных элементов. Особенность этих магм важна для изучения мантии под континентами, так как геохимическая информация о мантийных источниках карбонатитовых магм, основанная на соотношениях некогерентных микроэлементов и их изотопов, не искажается коровой контаминацией [Bell, 2001]. Белозиминский массив расположен на территории Восточного Саяна на юге Сибирской платформы (рис. 1) и входит в состав Восточно-Саянской щелочной провинции [Зоненшайн, 1990; Фролов и др., 2003] С начала 50-х гг. прошлого столетия многие исследователи [Гайдукова, Здорик, 1962; Пожариц-кая, 1962; Березина, 1972; Пожарицкая, Самойлов, 1972; Сомина, 1975; Панина, Подгорных, 1975, 1979; Багдасаров, Вороновский, 1980; Субботин, Субботина, 2000; Фролов и др., 2003; Андреева и др., 2004, 2007; Андреева, 2014; Doroshkevich et al., 2016; Хромова и др., 2017] давали подробную геологическую и минералого-петрографическую характеристику пород массива. Лишь несколько работ посвящено Sr-Nd изотопии по породам щелочных массивов Восточно-Саянской провинции [Morikiyo et al., 2000; Владыкин, 2005; Никифоров, Лыхин, 2007, 2008]. Авторы продемонстрировали, что породы характеризуются обедненным Sr-Nd составом, а разброс значений связан со смешением двух мантийных компонентов. Хотя данные по изотопам Pb являются мощным инструментом в изучении характеристик источников щелочных карбонатитовых комплексов, включая тот факт, что изотопы Pb являются более чувствительными индикаторами коровой контаминации, чем Sr и Nd изотопы (см., напр.: [Andersen, Taylor, 1988; Kwon et al., 1989; Cimen et al., 2019 и др.], на сегодняшний день нет опубликованных Pb изотопных анализов для щелочных пород Восточно-Саянской провинции. © Хромова Е.А., Дорошкевич А.Г., Избродин И.А., 2020 DOI: 10.17223/25421379/14/3 Полученные нами микроэлементные данные и новые определения изотопного состава стронция, неодима и свинца дают возможность рассмотреть источники вещества и геохимическую эволюцию Белозиминского массива, обсудить полученный Pb/Pb возраст и геодинамические следствия. Методы исследования Определения химического и микроэлементного состава пород осуществлялись в Аналитическом Центре минералого-геохимических и изотопных исследований ГИН СО РАН (г. Улан-Удэ) и Институте геохимии СО РАН (г. Иркутск) с использованием традиционных методов анализа и ICP-MS. Измерения изотопного состава неодима и концентраций Sm и Nd проводились в Институте геологии и геохронологии докембрия РАН (г. Санкт- Петербург, аналитик Саватенков В.М.) на многоколлекторном твердофазном масспектрометре Triton. Для выделения Sm и Nd использована методика, подробно описанная в работе [Savatenkov et al., 2004]. Воспроизводимость определения концентраций Rb, Sr, Sm и Nd, вычисленная на основании многократных анализов стандарта BCR-1, соответствует ± 0,5%. Величина холостого опыта составляла: 0,05 нг для Rb, 0,2 нг для Sr, 0,3 нг для Sm и 0,8 нг для Nd. Рис. 1. Географическое положение и схема геологического строения Белозиминского массива по данным [Фролов и др., 2003] Fif. 1. Geographical location and geological structure of the Belaya Zima carbonatite complex according to [Frolov et al., 2003] 206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb и 208Pb/204Pb, каждое из них состояло из 50 блоков по 10 сканов при токе на испарителе 2,2-2,3 А и температуре 1 300°С. Перед каждой партией проб измерялся стандарт - 50 нг NIST 981. Средняя точность анализов составила 0,05% (2о) для отношения 206Pb/204Pb. Корректировка на приборное масс-фракционирование производилась по среднему значению измерений стандарта NIST 981 (206Pb/204Pb = 16,9374, 207Pb/204Pb = 15,4916, 208Pb/204Pb = 36,7219) при той же температуре. Измеренные отношения изотопов свинца корректировались на масс-фракциони-рование 0,120% а.е.м. для 206Pb/204Pb и 207Pb/204Pb; 0,135% а.е.м. для 208Pb/204Pb. Бланк (холостой опыт) во время проведения анализов не превышал 0.2 нг для Pb. Его состав: 206Pb/204Pb = 18,120, 207Pb/204Pb = 15,5 42, 208Pb/204Pb = = 37,354. Соотношение свинца бланка к пробе не превышало 1/200 000, поэтому поправка на содержание холостого свинца для измеренных отношений не вводилась. Геологическое строение и вещественный состав пород массива Белозиминский массив приурочен к одноименному ультраосновному щелочному комплексу, занимающему центр Зиминского рудного района. Характеризуется кольцевым строением, осложненным линейными структурами, и располагается на большую глубину [Фролов, 1975]. Рис. 2. Микрофотографии текстур и соотношений минералов щелочных пород Белозиминского массива а - мельтейгит; b - ийолит; c - нефелиновый сиенит; d - кальцитовый карбонатит; e - кальцит-доломитовый карбонатит; f - анкеритовый карбонатит. Mag - магнетит; Prx - пироксен; Phl - флогопит; Cal- кальцит; Ap - апатит; Nph - нефелин; Prhl -пирохлор; Dol - доломит; Anc - анкерит; TR - карбонаты редкоземельных элементов шШжШт / а /$:■■ г.: ■ b iMm '1'ёшШг-- *тшШ ■ .«^шшя Fig. 2. Microphotographs of textures and relationship of minerals of alkaline rocks of the Belaya Zima carbonatite complex a - melteigite; b - ijolite; c - nepheline syenite; d - calcite carbonatite; e - calcite-dolomite carbonatite; f) ankerite carbonatite. Mag -magnetite; Prx - pyroxene; Phl - phlogopite; Cal - calcite; Ap - apatite; Nph - nepheline; Prhl - pyrochlore; Dol - dolomite; Anc -ankerite; TR - rare earth carbonates Белозиминский массив является многофазной интрузией центрального типа, занимающей на поверхности площадь около 18 км2. Массив несколько вытянут в северо-западном направлении согласно простиранию контролирующего его разлома. Вмещающими являются породы песчано-сланцевой толщи верхнего протерозоя с пластами кварцитов и согласными дайками диабазов. Центр массива - сложно построенный шток площадью около 10 км2, выполненный карбонатитами и прослеженный бурением до глубины 1,5 км. Щелочные силикатные породы представлены мельтейгитами, ийолитами, нефелиновыми сиенитами, они образуют полукольцевое тело, обрамляющее карбонатитовый шток по периферии (см. рис. 1). Контакты между мельтейгитами и ийолит-уртитами постепенные. Нефелиновые сиениты представлены дайкообразными телами мощностью до первых сотен метров и располагаются в поле распространения мельтейгитов и ийолитов, контакты интрузивные, хорошо различимые. Мельтейгиты сложены клинопироксеном (60-90%), нефелином (5-40%), перовскитом (5-15%) и магнетитом (5-10%). Второстепенные минералы представлены флогопитом, амфиболом, титанитом, гранатом, ильменитом, которые в сумме занимают порядка 5%. Стоит отметить, что в отдельных случаях, количество перовскита в породе достигает 12-15%, иногда зерна минерала обрастают тонкой каймой граната. К акцессорным относятся кальцит, рутил, бадделеит. Вторичные минералы представлены группами кан-кринита и хлорита (рис. 2, а, табл. 1). Породы ийолит-уртитового ряда сложены варьирующими количествами нефелина и клинопироксена. Субидиоморфные зерна нефелина составляют 50-60%, крупные таблитчатые кристаллы клинопироксена -30-40%. Второстепенные минералы (до 5%) -гранат, перовскит, магнетит, кальцит и апатит. Иногда содержание граната в породе достигает 15%. К акцессорным относятся бадделеит, ильменит, титанит, рутил, циркон, пирит, сфалерит, халькопирит. Вторичные минералы представлены группами кан-кринита, либнерита, хлорита, мусковита (рис. 2, b, табл. 1). Основными породообразующими минералами в нефелиновых сиенитах являются калиевый полевой шпат (25-40%), который представлен ортоклазом, нефелин (20-45%), клинопироксен (до 20%). Соотношение полевого шпата и нефелина колеблется в широких пределах. Второстепенные минералы - щелочной амфибол, флогопит, кальцит, апатит. К акцессорным относятся пирохлор, фторапатит, титанит, циркон, баритокальцит, торианит, ильменит, рутил, (рис. 2, с, табл. 1). Таблица 1 clinopyroxene; Kpfs - potassium feldspar; Процентное содержание минералов в породах Белозиминского массива Table 1 The content of mineral in the rocks of the Belaya Zima complex Порода Минерал (%) Nph cPrx Kpfs Gt Prv Ttn Cal Ap Prhl Мельтейгит Ийолит Нефелиновый сиенит 5-40 50-60 20-45 60-90 30-40 10-20 Ед. зн. 25-40 0-1 5-15 5-15 Ед. зн. Ед. зн. 2-5 Ед. зн. 1-2 1-2 0-3 1-3 1-3 2-5 0-1 Примечание. Прочерк - не обнаружено; Ед. зн. - единичные знаки. Nph - нефелин; cPrx - клинопироксен; Kpfs - калиевый полевой шпат; Gt - гранат; Prv - перовскит; Ttn - титанит; Cal - кальцит; Ap - апатит; Prhl - пирохлор. Note. Dash - not detected; Units characters - single characters. Nph - nepheline; cPrx ■ Gt - garnet; Prv - perovskite; Tnt - titanite; Cal - calcite; Ap - Apatite; Prhl - pyrochlore. Карбонатиты представлены кальцитовыми, кальцит-доломитовыми и анкеритовыми разновидностями. Они являются носителями всей разнообразной рудной минерализации. Основные их структурные элементы: крупный шток, линейные жилы в тектонических трещинах. Карбонатитовый шток немного смещен к северо-западу относительно центра массива. Среди карбонатитов описаны останцы силикатных пород, расположенные в основном по периферии штока [Фролов и др., 2003]. Кальцитовые карбонатиты, как правило, представлены крупнозернистыми, массивными разновидностями. Породы сложены кальцитом с второстепенными клинопироксеном, флогопитом, магнетитом, оливином. Кальцит-доломитовые карбонатиты - это среднезер-нистые, порфировидные, часто полосчатые породы, состоящие преимущественно из доломита и кальцита с подчиненным количеством слюды, реже амфибола и клинопироксена. В кальцитовых и кальцит-доломитовых разновидностях карбонатитов встречаются гидроксил-фторапатит, минералы группы пирохлора. Акцессорные фазы представлены минералами группы цирконолита, баотитом, цирконом, колумбитом, рутилом, бадделеитом, анкилитом-(Ce), минералами группы бурбанкита, катаплеитом, хилариитом, фторкарбона-тами РЗЭ (бастнезит-(Ce), синхизит-(Ce)), монацитом-(Ce), торитом и другими [Бородин, 1962; Гайдукова, 1962; Пожарицкая, 1972; Багдасаров, 1974; Сомина, 1975; Булах, 1984; Фролов и др., 2003; Doroshkevich et al., 2016; Шарыгин, 2016; Khromova et al., 2017]. Анке-ритовые разновидности карбонатитов - среднезерни-стые, пятнистые, реже полосчатые. Главными минералами являются анкерит и доломит, второстепенными и акцессорными - барит, сульфиды (в основном пирит), монацит-Се, фторкарбонаты РЗЭ (рис. 2, d, е, f). Возраст пород Белозиминского массива Возраст пород Белозиминского массива по геологическим данным оценивался как постнижнедевон-ский (средний палеозой). Данные абсолютного возраста варьируют в широких пределах от 280 млн лет в карбонатитах, до 720-590 млн лет по щелочным породам [Фролов и др., 2003]. Результаты K-Ar методом по флогопиту из кальцитовых карбонатитов составил 543 ± 3 млн лет [Багдасаров, Вороновский, 1980]. Датирование нефелиновых сиенитов, проведенное U-Pb методом по циркону, составляет 643 ± 3 млн лет [Ярмолюк и др., 2005]. Возраст ийолитов, определенный U-Pb методом по гранату, равен 645 ± 6 млн лет [Salnikova et al., 2019]. Определение возраста Ar-Ar методом по флогопиту из кальцит-доломитовых карбонатитов [Doroshkevich et al., 2016] соответствует 645 ± 6 млн лет и хорошо согласуется с возрастом нефелиновых сиенитов и ийолитов. Петрологическая и геохимическая характеристика пород Петрохимические и геохимические данные по щелочным силикатным породам Белозиминского месторождения представлены в табл. 2. Мельтейгиты характеризуются минимальным содержанием кремнекислотности среди щелочных силикатных пород комплекса. Сумма Na2O и K2O варьирует в широких пределах и достигает 8 мас. % (рис. 3, а). Отношение натрия к калию колеблется от 0,5 до 2,5. Коэффициент агпаитности (N2O + K2OMI2O3) мель-тейгитов меньше единицы (рис. 3, b, табл. 2). Рис. 3. Классификация (a) и соотношение SiO2 и коэффициента агпаитности (Ка) (b) в ультраосновных щелочных породах и щелочных сиенитах Белозиминского массива 1 - мельтейгиты, 2 - ийолиты, 3 - щелочные сиениты. Для построения графиков частично использованы данные [Чернышева и др., 1994; Андреева и др., 2007] Fig. 3. Classification (a) and ratio of SiO2 and agpaitic coefficient (Ka) (b) in ultrabasic alkaline rocks and alkaline syenites of the Belaya Zima carbonatite complex 1 - melteygites, 2 - ijolites, 3 - alkaline syenites. Graphs were built with partially used data from [Kononova, Chernyshova, 1994; Andreeva, 2007] Таблица 2 Химический состав представительных образцов щелочных пород исследуемых массивов Table 2 The chemical composition of representative samples of alkaline rocks of the investigated complexes Номер образца, Мельтейгиты Ийолиты Нефелиновые сиениты мас. % 2309-109-114 2092-761-763 01-151 И-2092 2095-226-231 520-95-99 С1/135-144 С1-131-137 С1-158-163 SiO2 33,40 31,40 27,90 37,20 38,80 40,50 49,30 54,40 50,62 TiO2 3,99 5,01 6,30 2,79 1,64 2,53 0,25 0,30 0,57 Al2O3 7,00 7,20 6,50 13,20 13,40 14,60 18,20 18,00 18,05 Fe2O3 2,99 8,18 10,41 6,28 2,40 3,33 1,97 1,86 3,83 FeO 9,32 7,68 9,91 4,70 11,28 14,06 2,73 1,37 2,83 MnO 0,44 0,32 0,44 0,18 0,50 0,23 0,12 0,12 0,17 MgO 7,44 8,49 8,20 4,52 11,73 4,80 1,25 1,17 1,03 CaO 19,10 22,89 20,75 18,00 3,57 4,35 5,60 3,63 4,33 Na2O 1,44 1,05 1,41 5,72 2,10 2,62 7,79 5,87 8,27 K2O 3,46 0,73 0,52 2,83 8,16 1,17 7,47 8,97 7,04 P2O5 0,96 2,44 1,32 2,35 0,21 0,28 0,19 0,10 0,18 П.п.п. 9,97 5,90 5,96 1,72 5,65 5,86 4,90 3,83 2,02 Сумма 99,51 99,60 99,62 99,49 99,44 99,33 99,77 99,52 100,04 CO2 7,70 4,84 4,84 0,88 2,86 0,55 3,74 1,54 2,36 S 0,33 0,34 0,34 1,14 0,11 н.о. н.о. 0,20 0,34 F 0,19 0,10 0,10 0,09 0,63 0,05 0,01 1,40 0,02 ppm Li 13,0 2,3 2,6 4,4 9,4 н.о. 1,3 1,9 4,7 Be 4,2 1,9 1,6 1,6 2,4 1,0 4,2 6,0 5,8 Sc 14,7 22,9 12,8 4,5 12,2 42,1 0,78 1,2 1,0 Ti 10788 40846 16425 7277 28675 13853 994 2320 2841 V 325 534 241 241 558 418 112 138 104 Cr 4,0 10,8 1,3 4,7 8,0 62,0 5,3 10,4 5,2 Co 19,3 56,1 35,8 32,8 37,6 51,7 1,9 2,8 3,6 Ni 2,4 28,7 3,8 5,9 15,7 21,1 3,8 4,8 3,8 Cu 49,4 162 100 120 131 22,6 4,9 7,5 2,6 Zn 129 99,7 109 66,7 60,7 146,4 33,5 64,7 52,6 Ga 17,5 23,2 18,4 17,7 27,5 н.о. 25,5 37,3 29,1 Ge 1,2 2,0 1,3 1,3 2,2 н.о. 0,47 0,77 0,62 Rb 112 19,1 9,4 22,1 29,9 42,31 116 157 97,7 Sr 982 348 669 443 321 248 289 354 604 Y 28,5 20,4 34,9 48,5 70,4 33,0 4,2 4,2 10,9 Zr 492 437 757 667 986 125 270 381 546 Nb 622 203 547 38,1 78,9 17,8 188 223 284 Cs 2,6 0,16 0,28 0,33 0,27 5,6 0,88 0,84 0,93 Ba 667 89,78 235 37,3 39,5 486 1509 1631 1097 La 87,7 50,3 222 38,4 16,4 21,7 20,2 12,9 33,0 Ce 201 108 550 67,5 35 50,9 38,3 26,2 72,4 Pr 25,0 11,9 67,1 7,95 4,5 6,8 4,1 2,7 8,3 Nd 97,1 46,7 254 33,7 21,9 30,4 14,6 9,9 31,5 Sm 17,7 8,9 39,4 9,0 7,18 7,4 2,5 1,6 5,2 Eu 4,9 2,8 9,7 3,0 2,9 2,2 0,56 0,72 1,5 Gd 10,1 9,7 16,2 9,4 10,0 1,18 1,17 1,8 4,1 Tb 1,4 1,0 2,2 1,5 1,5 7,5 0,2 0,2 0,6 Dy 8,2 4,7 12,1 8,9 9,2 7,1 1,2 0,77 2,5 Ho 1,29 0,76 1,81 1,7 1,83 1,42 0,21 0,14 0,47 Er 3,1 1,7 3,9 4,8 5,0 3,6 0,56 0,36 1,1 Tm 0,37 0,19 0,41 0,60 0,67 0,53 0,09 0,05 0,17 Yb 2,2 1,1 2,2 3,7 4,2 3,0 0,67 0,45 1,3 Lu 0,31 0,14 0,27 0,49 0,57 0,4 0,13 0,08 0,2 Hf 13,4 12,1 14,2 12,1 13,6 3,5 10,9 4,1 9,0 Ta 26,4 8,7 38,0 1,9 3,0 0,97 10,2 6,45 12,2 Pb 1,4 1,3 2,4 0,01 1,5 3,8 2,6 4,3 6,2 Th 7,0 1,8 21,2 1,2 1,1 2,9 5,0 2,7 11,1 U 1,5 1,6 10,6 0,7 0,8 0,5 10,9 19,4 7,3 СуммаРЗЭ 460 247 1181 191 120 144 84,4 57,8 162 K(Mg) 28,3 35,4 29,3 28,2 30,3 24,1 18,6 29,9 15,4 K(A) 0,7 0,25 0,30 0,63 0,57 0,33 0,84 0,82 0,85 Примечание. Здесь и в табл. 3: н.о. - не определялось. Note. There and in table 3: ao. - not determined. Магнезиальность мельтейгитов (Mg# = 28-35) является наиболее высокой среди силикатных пород комплекса и отражает их наименьшую степень диф-ференцированности по отношению к другим разновидностям пород комплекса. Кроме того, породы характеризуются наиболее высокими содержаниями титана, кальция и низкими алюминия и щелочей по сравнению с ийолитами и щелочными сиенитами (рис. 4). Содержание ниобия и других редких элементов в мельтейгитах выше, чем в щелочных сиенитах (рис. 5). Суммарные концентрации REE в среднем в пределах 700 ppm. Легкие лантаноиды преобладают над тяжелыми (среднее La/Yb (cn) = 50, Gd/Yb - до 7), а европиевая аномалия отсутствует, что проиллюстрировано на графике (рис. 6, а). На графиках содержаний редких элементов, нормированных к примитивной мантии, отмечаются отрицательные аномалии Pb и Ti по отношению к соседним элементам и значительные вариации высокозарядных элементов (Nb, Ta, Zr, Hf) (рис. 6, b). Ce/Pb - высокие (140-230). Для ийолитов характерна более высокая общая щелочность пород по сравнению с мельтейгитами, сумма Na2O и K2O в отдельных пробах достигает 16 мас. % (см. рис. 3, а, табл. 2). Натрий преобладает над калием со средним Na2O/K2O = 2. Относительно мельтейгитов прослеживается увеличение значений коэффициента агпаитности (Ka) (см. рис. 3, b) и уменьшается содержание таких элементов, как кальций, магний, титан и фосфор (см. рис. 4). Магнези-альность пород Mg# = 24-30 (см. табл. 2). Рис. 4. Соотношение SiO2 и петрогенных оксидов (мас. %) в ультраосновных породах и щелочных сиенитах Белозиминского месторождения Условные обозначения приведены на рис. 3 Fig. 4 The ratio of SiO2 and petrogenic oxides (wt. %) in ultrabasic rocks and alkaline syenites of the Belaya Zima carbonatite complex The legend is shown in fig. 3 калия, бария и рубидия по сравнению с мельтейги-тами и ийолитами (см. рис. 4, 5). Содержание суммы Na2O и K2O варьирует от 11 до 16 мас. % (см. рис. 3, а) при практически равном соотношении элементов, в среднем 1. Коэффициент агпаитности (до 0,85) наиболее высокий из всех разновидностей щелочных силикатных пород (см. рис. 3, b). Щелочные сиениты характеризуются более низкой суммой РЗЭ (в среднем 100 ppm) по сравнению с другими разновидностями щелочных силикатных пород комплекса. Конфигурация графиков содержаний РЗЭ, нормированных к хондриту, для нефелиновых сиенитов несколько отличается от таковой для мельтейгитов и ийолитов. Это выражено в преобладании легких РЗЭ над тяжелыми (La/Yb(CN) = 25-120, Gd/Yb - до 2,5) и незначительном прогибе в области средних лантаноидов (см. рис. 6, а). Аномалия европия отсутствует. Щелочные сиениты относительно мельтейгитов и ийолитов обогащены Rb, Ba, обеднены Sr, Ta, Hf, Ni. Рис. 5. Вариационные диаграммы для ультраосновных пород и щелочных сиенитов Белозиминского массива (редкие элементы в ppm) Условные обозначения приведены на рис. 3 Fig. 5. Variational diagrams for ultrabasic rocks and alkaline syenites of the Belaya Zima carbonatite complex (rare elements in ppm) The legend is shown in fig. 3 Рис. 6. Содержание РЗЭ (а) и редких (b) элементов в щелочных породах Белозиминского массива Данные по хондриту из [McDonough, Sun, 1995], по примитивной мантии из [Sun, McDonough, 1989]. Условные обозначения приведены на рис. 2 Fig. 6. Chondrite-normalized REE (a) and rare (b) plots in alkaline rocks of the Belaya Zima carbonatite complex Chondritis data from [McDonough, Sun 1995]. primitive mantle data from [Sun, McDonough, 1989]. The legend is shown in fig. 2 Согласно классификационной диаграмме [Woolley, Kempe, 1989], кальцитовые карбонатиты относятся к кальциокарбонатитам, кальцит-доломитовые карбонатиты по своему составу варьируют от кальциокар-бонатитов до феррокарбонатитов, а фигуративные точки анкеритовых карбонатитов ложатся в поле магнезиокарбонатитов и феррокарбонатитов (рис. 7). Анализы содержаний основных петрогенных и редких элементов карбонатитов представлены в табл. 3. Карбонатиты характеризуются более высокой концентрацией РЗЭ (1 200-52 000 ppm) по сравнению с щелочными силикатными породами. В спектре редкоземельных элементов не наблюдается европие-вой аномалии. Легкие лантаноиды преобладают над тяжелыми. La/Yb отношение в среднем: 20-25 (кальцитовые), 25-50 (кальцит-доломитовые), 50-200 (ан-керитовые карбонатиты) (рис. 8, а). Максимальное содержание РЗЭ отмечено в анкеритовых карбона-титах, где РЗЭ концентрируются в синхизите-Се, бастнезите-Се и монаците-Се. В кальцитовых и кальцит-доломитовых карбонатитах РЗЭ концентрируются в пирохлоре, акцессорных анкилите и бер-банките, в апатите, цирконолите, кальците, в меньшей степени, в клинопироксене [Doroshkevich et al., 2017]. Как видно из диаграммы нормированных к примитивной мантии содержаний редких элементов из карбонатитов Белозиминского массива (рис. 8, b), концентрации Nb, Ta, Zr, Hf в разных типах породах различны. Высокие содержания Nb-Та и Zr-Hf отмечены в кальцитовых и кальцит-доломитовых карбо-натитах по сравнению с анкеритовыми разностями. CaO Рис. 7. Классификация и номенклатура карбонатитов [Woolley, Kempe, 1989] 1 - кальцитовые карбонатиты; 2 - кальцит-доломитовые карбонатиты; 3 - анкеритовые карбонатиты Белозиминского массива MgO FeO + MnO • 2 О 3 О Fig. 7. Classification and nomenclature of carbonatites [Woolley, Kempe, 1989] 1 - Calcite carbonatites; 2 - Calcite-dolomite carbonatites; 3 - ankerite carbonatites of the Belaya Zima carbonatite complex Таблица 3 Представительные анализы химических составов карбонатитов Белозиминского массива Table 3 Representative analyzes of the chemical composition of the carbonatites of the Belaya Zima complex Номер про- Кальцитовые Кальцит-доломитовые Анкеритовые бы, мас. % С411/25-34 2555 2050-119-121 2099-75-80 С-257 2096-257 2350 2098-679-675 2099-297-305 2099-1а 2098 SiO2 2,90 1,16 0,80 10,50 5,20 11,20 4,96 1,12 0,20 0,33 0,50 TiO2 0,06 0,21 0,02 0,29 0,45 0,85 0,46 0,02 0,02 0,02 0,02 AkO3 0,30 0,10 0,10 3,40 1,20 1,80 0,30 0,10 0,10 0,09 0,10 Fe2O3 1,41 4,31 0,14 0,85 1,19 3,21 9,88 0,26 0,90 0,58 0,34 FeO 1,97 2,46 0,92 2,28 2,28 3,62 6,32 7,08 10,16 8,94 8,84 MnO 0,62 0,33 0,57 0,24 0,26 0,28 0,74 1,69 2,41 2,18 2,23 MgO 2,72 1,83 2,37 7,46 2,29 3,44 6,24 15,15 12,48 11,93 12,88 CaO 48,54 49,40 51,58 39,22 48,52 42,73 37,34 30,26 27,33 25,80 27,49 Na2O 0,04 0,35 0,12 0,31 0,28 0,41 0,23 0,07 0,07 0,06 0,06 K2O 0,38 0,08 0,12 2,80 0,60 0,86 0,25 0,01 0,01 0,01 0,01 P2O5 1,47 4,30 1,90 1,10 2,20 3,00 6,00 3,10 1,90 2,73 3,90 п.п.п. 37,76 32,45 40,42 30,87 35,18 28,17 24,62 40,83 39,10 38,47 38,40 Сумма 98,17 96,98 99,04 99,32 99,65 99,57 97,34 99,67 94,66 91,15 94,75 CO2 37,62 32,01 40,15 28,16 34,43 27,72 23,76 40,04 39,82 36,60 37,95 S н.о. 0,16 н.о. н.о. 0,38 0,23 н.о. 0,21 0,62 н.о. н.о. F 0,2 0,45 0,22 0,39 0,29 0,31 0,39 0,34 0,08 н.о. 0,14 ppm Be 0,13 0,27 0,32 3,6 0,77 1,8 0,27 0,69 0,95 0,78 0,42 Sc 1,4 2,6 4,9 5,5 0,85 2,8 6,7 7,6 10,2 8,5 8,3 Ti 191 1001 135 2257 3235 4422 1579 88,61 125 91,1 120 V 21,5 82,0 9,5 37,9 104 154 174 37,6 22,7 23,4 25,8 Cr 1,1 0,8 2,1 1,2 1,7 1,4 1,1 13,8 3,0 2,2 17,8 Co 3,3 4,0 4,7 6,3 9,6 16,2 8,0 6,4 8,2 6,8 5,0 Ni 5,1 10,3 15,2 8,3 11,5 10,9 7,2 10,4 6,7 5,0 7,0 Cu 2,4 1,7 4,9 7,5 8,6 18,7 5,2 2,0 4,2 3,5 2,9 Zn 8,9 39,9 13,7 54,0 46,1 77,0 120 71,8 122 101 57,4 Rb 21,1 2,5 5,9 126,7 49,9 44,3 26,7 0,96 1,4 0,83 1,5 Sr 2682 7082 8677 6236 6424 5370 5226 7298 4135 3800 3394 Y 35,3 80,8 74,9 80,4 71,4 70,3 80,9 31,5 39,5 31,1 29,7 Zr 10,7 751 37,0 2083,4 59,6 231,0 370,3 8,9 14,7 23,2 2,6 Nb 242 15660 2502 5865 252 111 5429 1237 60,1 52,1 96,3 Ba 335 359 718 1924 790 551 344 73,76 197 177 107 La 158 374 265 204 245 255 365 594 14504 9969 14127 Ce 306 1535 595 535 523 558 1069 1194 27674 19200 22248 Окончание табл. 3 Номер пробы, мас. % Кальцитовые Кальцит-доломитовые Анкеритовые С411/25-34 2555 2050-119-121 2099-75-80 С-257 2096-257 2350 2098-679-675 2099-297-305 2099-1а 2098 Pr 34 110 57 58 52 58 93 107 2603 1667 1811 Nd 116 380 198 226 192 220 335 354 6002 4753 5219 Sm 17,5 65,9 33,7 45,4 33,9 40,5 60,1 50,0 381 308 388 Eu 4,9 17,9 10,2 13,7 10,4 12,0 16,4 12,1 63,8 52,6 70,0 Gd 6,8 35,7 25,7 33,6 26,9 31,8 41,3 30,2 160 125 165 Tb 1,2 5,5 3,6 4,7 3,6 4,1 5,3 3,4 19,5 15,4 18,9 Dy 7,3 23,5 17,2 23,0 17,1 18,1 23,1 10,4 60,0 15,9 21,7 Ho 1,3 3,7 3,1 4,0 3,0 3,0 3,7 1,4 2,6 1,9 2,2 Er 3,3 8,1 8,0 9,4 7,4 6,9 8,1 2,9 5,1 3,9 3,6 Tm 0,44 1,0 1,1 1,2 0,95 0,83 0,99 0,37 0,51 0,43 0,39 Yb 2,8 5,7 7,1 7,1 5,5 4,6 5,5 2,3 3,1 2,6 2,3 Lu 0,37 0,72 1,0 0,97 0,77 0,61 0,71 0,30 0,40 0,37 0,32 Hf 0,15 7,1 0,76 14,0 0,59 2,0 5,1 0,24 0,56 0,70 0,27 Ta 8,0 8,2 2,61 327,36 6,3 2,9 61,9 6,8 0,42 0,17 0,33 Pb 2,5 14,5 11,6 17,1 18,0 4,5 18,7 5,8 20,2 15,2 18,0 Th 1,4 134 42,42 211 12,2 20,9 251 17,2 213 114 86,3 U 32,39 1,5 0,71 186 1,8 4,5 2,3 4,9 0,33 0,28 0,43 Сумма РЗЭ 659 2567 1225 1166 1121 1213 2027 2363 51478 36115 44077 100000 1 -f-i-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-Г" La Се Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 100000 fl П1 -1-1-1-1-1-'-1-1-1-1-1-1-1-1-1-'-1-1-1-1-1-1-1- Rb Ba Th U Nb Та La Ce Pb Pr Mo Sr Nd Zr Hf Sm Ej Л Dy Y Ho Yb Lu Рис. 8. Содержание РЗЭ (а) и редких (b) элементов в карбонатитах Белозиминского массива Данные по хондриту из [McDonough, Sun, 1995], по примитивной мантии из [Sun, McDonough, 1989]. Условные обозначения приведены на рис. 7 Fig. 8. Chondrite-normalized REE (a) and rare (b) plots in carbonatites of the Belaya Zima carbonatite complex Chondritis data from [McDonough, Sun 1995]. primitive mantle data from [Sun, McDonough, 1989]. The legend is shown in fig. 7 Радиогенные (Sr, Nd, Pb) изотопы В большинстве разновидностей пород первичные ношением 87Rb/86Sr в валовом составе и не подвержен интенсивными вторичными изменениями. Первичные 1Nd/2Nd отношения в породах ва- 87Sr/86Sr отношения колеблются в достаточно узком рьируют в более широком интервале (см. табл. 4, интервале 0,702672-0,703125 (табл. 4, рис. 9). От- рис. 9). Точка верхнего предела диапазона значений личным значением первичного изотопного состава 143Nd/144Nd (I) соответствует мельтейгиту (обр. 0/150), стронция от приведенного диапазона обладает один а нижнего - нефелиновому сиениту (обр. 2095/325); последний характеризуется наиболее радиогенным составом стронция. Таблица 4 Результаты исследования Rb-Sr, Sm-Nd изотопных систем для пород Белозиминского массива Table 4 The results of research of Rb-Sr, Sm-Nd isotopic systems for rocks of the of the Belaya Zima complex Номер образца Порода Sm Nd 147Sm/ 144Nd 143Nd/ 144Nd SNd(T) Tdm Rb Sr 87Rb/ 86Sr 87Sr/ 86Sr I (Sr) eSi(T) 01-151 Мельтейгит 39,47 260 0,0918 0,51245 ± 3 4,97 877 9,49 754 0,0364 0,703234±3 0,7029 -12,1 2092761-763 Ийолит 9,46 35,39 0,1616 0,512672 ± 2 3,56 1401 18,1 462 0,1133 0,704101±3 0,70306 -9,8 2050119-121 Кальциговый карбонатит 26,52 173 0,0928 0,512432 ± 2 4,53 907 6,5 6757 0,0028 0,702975±3 0,70295 -11,4 209975-80 Кальцит-доломитовый 24,94 141 0,1067 0,512492 ± 4 4,56 939 134,7 4470 0,0872 0,703731±3 0,70293 -11,7 карбонатит 2098 Анкеритовый карбонатит 406 5108 0,0481 0,512242 ± 4 4,5 837 0,78 2499 0,0009 0,703133±3 0,70312 -8,9 2099287-305 Анкеритовый карбонатит 36,11 548 0,0398 0,512225 ± 3 4,85 813 0,29 3234 0,0003 0,702933±4 0,70293 -11,7 2095325 Нефелиновый сиенит 11,41 80,91 0,0852 0,512329 ± 2 3,14 976 46,12 699 0,1908 0,705962±3 0,70421 6,5 С-1/ 135-144 Нефелиновый сиенит 2,92 18,65 0,0946 0,512407 ± 2 3,9 953 143,2 499 0,8306 0,710291±3 0,70267 -15,3 Примечание. Начальные отношения 87Sr/86Sr и 143Nd/144Nd рассчитаны на 643 млн лет. Note. The initial ratios of 87Sr/86Sr и 143Nd/144Nd are estimated at 643 Ma. Рис. 9. Вариации 87Sr/86Sr (I) vs. 10000/Sr (а) и 143Nd/144Nd (I) vs. 1000/Nd (b) в породах комплекса Белая Зима Условные обозначения приведены на рис. 3, 7 Fig. 9. Variations of 87Sr/86Sr (I) vs. 10000/Sr (а) and 143Nd/144Nd (I) vs. 1000/Nd (b) in the rocks of the Belaya Zima carbonatite complex The legend is shown in fig. 3, 7 образец нефелинового сиенита (обр. 2095/325), притом что он не характеризуется самым высоким от (рис. 10) указывает на общий умеренно дебетированный мантийный источник. Одновозрастные породы щелочных карбонатитовых массивов, распложенные по краю Сибирского кратона (Алдан-Становой щит, Енисейский кряж, Восточный Саян) характеризуются Sr-Nd изотопными значениями схожими с таковыми для пород Белой Зимы (см. рис. 10). Измеренные 206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb, 208Pb/204Pb в породах комплекса показывают значительные вариации, в части проб обладая аномальными значениями (рис. 11, табл. 5). Наиболее радиогенные составы определены в кальцит-доломитовом карбонатите, обогащенном пирохлором и апатитом, и связаны с высокими концентрациями Th и U. На диаграмме (см. рис. 11) в координатах 206Pb/204Pb_207Pb/204Pb все значения проанализированных образцов образуют единую линию и могут быть использованы для построения общей изохроны. Полученная изохрона отвечает возрасту 631±11 млн лет. Рис. 10. 87Sr/86Sr vs. £м(Т) значения для пород Белозиминского массива На диаграмме для сравнения нанесены значения для неопротерозойских щелочных карбонатитовых комплексов, расположенных по краю Сибирского кратона [Morikiyo et al., 2000; Vladykin et al., 2005; Никифоров, Лыхин 2007, 2008; Врублевский и др. 2011; Doroshkevich et al., 2006, 2007] Условные обозначения приведены на рис. 3, 7 Fig. 10. 87Sr/86Sr vs. £М(Т) data for rocks of the Belaya Zima carbonatite complex The comparison diagram shows the data for the Neoproterozoic alkaline carbonatite complexes located along the edge of the Siberian craton [Morikiyo et al., 2000; Vladykin et al., 2005; Nikiforov, Lykhin 2007, 2008; Vrublevsky et al., 2011; Doroshkevich et al., 2006, 2007] The legend is shown in fig. 3, 7 o. ■i В CL 2099-75-80 T= 631 ±11 млн лет 80 120 160 1-2092/761-763 -1/135-144 2050-119-121 2№рьгрь Рис. 11. Диаграмма в координатах 206Pb/204Pb-207Pb/204Pb для пород Белозиминского массива Условные обозначения приведены на рис. 3, 7 Fig. 11. The 206Pb/204Pb-207Pb/204Pb coordinates diagram for rocks of the Belaya Zima carbonatite complex The legend is shown in fig. 3, 7 Таблица 5 Результаты исследования Pb-Pb изотопных систем для пород Белозиминского массива Table 5 The results of the study of Pb-Pb isotope systems for rocks of the Belaya Zima complex Номер образца Порода m, мг I 206Pb mV 206Pb/204Pb 2 sigma 207Pb/204Pb 2 sigma 208Pb/204Pb 2 sigma 01-151 Мельтейгит 0,18 10711 41,4716 0,0009 16,9759 0,0004 54,4899 0,0014 2092-761-763 Ийолит 0,18 2984 30,0934 0,0013 16,2799 0,0008 45,5747 0,0024 2099-75-80 Кальцит-доломитовый карбонатит 0,26 3363 151,2387 0,0028 23,6372 0,0004 81,0165 0,0016 С-1/135-144 Нефелиновый сиенит 0,21 6738 32,0893 0,0007 16,3845 0,0005 41,0004 0,0013 2050-119-121 Кальцитовый карбонатит 0,19 4280 18,7349 0,0004 15,5977 0,0004 47,3074 0,0013 2098 Анкеритовый карбонатит 0,26 5424 25,3672 0,0006 15,9718 0,0005 42,3962 0,0015 Примечание. Поправка на содержание холостого свинца не вводилась. Note. No lead correction was entered. Дискуссия Возраст Возраст 631 ± 11 млн лет, полученный по Pb/Pb изохроне для пород Белозиминского массива, можно интерпретировать как период его становления. Этот результат перекрывается с предыдущими возрастными оценками (643 ± 3 млн лет [Ярмолюк и др., 2005] и 645 ± 6 млн лет [Doroshkevich et al., 2016; Salnikova et al., 2019]) для пород массива (рис. 12). Бремя формирования интрузии ложится в интервал 700-600 млн лет значений образования щелочных карбонатитовых массивов, распложенных по краю Сибирского кратона (Алдан-Становой щит, Енисейский кряж, Восточный Саян) (рис. 12). Веселое Пограничное Заангарсклй -♦- Чапа ♦ Татарский ♦ Жидойский - Ингили Арбарастах Белозимипский -♦- Pb-Pb -ф- 1 1 1 1 1 1 1 1 1 550 570 590 610 630 650 670 690 710 730 750 млн лет Рис. 12. Гистограмма возрастов для щелочных карбонатитовых массивов, распложенных по краю Сибирского кратона (Алдано-Становой щит, Енисейский кряж, Восточный Саян) Составлена с использованием данных: [Собаченко и др, 1986; Ярмолюк и др., 2005; Рассказов и др., 2007; Берниковская и др., 2007; Рипп и др., 2009; Врублевский и др., 2011; Государственная..., 2016; Morikiyo et al., 2000; Doroshkevich et al., 2016; Salnikova et al, 2019] Fig. 12. The age's histogram of alkaline carbonatite massifs located along the edge of the Siberian Craton (Aldan-Stanovoi Shield, Yenisei Ridge, East Sayan) Compiled using data from [Sobachenko et al, 1986; Yarmolyuk et al., 2005; Rasskazov et al., 2007; Vernikovskaya et al., 2007; Ripp et al., 2009; Vrublevsky et al., 2011; Gosudarstvennaya.. .,2016; Morikiyo et al. , 2000; Doroshkevich et al., 2016; Salnikova et al, 2019] Fig. 13. The decay of Rodinia (~ 700-600 Ma) and the manifestations of alkaline and ultrabasic-basic magmatism associated with destruction [Yarmolyuk et al., 2005] 1 - ultramafic-mafic plutons (712-720 Ma); 2 - grabens and dyke belts; 3 - alkaline complexes with carbonatites (540-680 Ma) Тартайский, Агнитский Верхний Кингаш Рис. 13. Распад Родинии (~ 700-600 млн лет) и ассоциирующие с расколом проявления щелочного и ультраосновного-основного магматизма [Ярмолюк и др., 2005] 1 - магматические проявления (ультрамафит-мафитовые массивы, 712-720 млн лет); 2 - грабены и дайковые пояса; 3 - щелочные комплексы с карбонатитами (540-680 млн лет) ■ 1 2 Согласно представлениям ряда исследователей [Ярмолюк, Коваленко, 2001; Ярмолюк и др., 2005; Ножкин и др., 2008], развитие неопротерозойского щелочного магматизма на окраине Сибирского кра-тона было связано с деятельностью суперплюма, вызвавшего распад лавразийской части Родинии и раскрытие Палеоазиатского океана (рис. 13). Наряду с щелочным магматизмом в качестве индикаторов распада рассматриваются дайковые пояcа Саяно-Бай-кальотого региона (780-740 млн лет) [Sklyarov et al., 2003; Гладкочуб и др., 2007], бимодальный магматизм и гранитообразование Енисейского кряжа и Оло-китской зоны Байкальотой cкладчатой области (700727 млн лет) [Рыцк и др., 2002; Ножкин и др., 2008]. Источники вещества Полученные Sr-Nd изотопные данные для пород массива Белая Зима показывают, что их источники отвечают относительно неоднородному резервуару с умеренно деплетированными изотопными характеристиками. Наблюдаемые вариации изотопного состава Sr и Nd пород могут быть связаны с коровой контаминацией расплавов или неоднородностью их источника. Вариант коровой контаминации выглядит маловероятным. С одной стороны, высокие концентрации стронция и РЗЭ в породах массива по сравнению с вмещающими породами [Рассказов, 2007] не предполагают возможности проявления изотопной гетерогенности. С другой стороны, совместимость изотопных данных Pb с изохроной указывает на то, что взаимодействие между первичными магмами и корой во время внедрения не привело к сколько-нибудь значительному изменению изотопного состава Pb между различными интрузивными фазами массива. Подтверждением этого также являются отрицательная аномалия свинца на графиках редких элементов пород, нормированных к хондриту, высокие Ce/Pb отношения, а также опубликованные данные по изотопному составу кислорода [Doroshkevich et al., 2016]. Вариант изначальной изотопной гетерогенности источника пород Белой Зимы представляется приемлемым и вполне согласуется с распространенной точкой зрения, согласно которой непосредственно перед плавлением деплетированный мантийный субстрат подвергался активной метасоматической проработке и привносу вещества, обогащенного летучими компонентами и редкими элементами [Ко-гарко и др., 1999; Андреева и др., 2007]. Высокое содержание несовместимых элементов в породах Белозиминского массива (Sr и Nb, La/Sm отношение), присутствие карбонатитов свидетельствуют о пользу того, что вероятный мантийный метасоматический агент имел карбонатный исходный состав. Андреева с соавт. [Андреева и др., 2007] на основании изучения стекол расплавных включений в минералах из ийолитов Белой Зимы пришли к выводу о карбонатном составе метасоматического мантийного компонента. Высокое Gd/Yb отношение в породах указывает на то, что первичные расплавы были сформированы из гранат-содержащего источника при низкой степени частичного плавления. Низкие содержания Rb, K и Pb по сравнению с HFSE и LREE позволяют полагать, что в первичных расплавах элементы буфери-ровались флогопитом в процессе плавления. Стоит отметить, что породы неопротерозойских щелочных карбонатитовых массивов, распложенные по краю Сибирского кратона (Алдано-Становой щит, Енисейский кряж, Восточный Саян), характеризуются схожими с породами Белой Зимы Sr-Nd изотопными значениями [Morikiyo et al., 2000; Владыкин, 2005; Doroshkevich et al., 2006, 2007; Никифоров, Лыхин 2007, 2008; Врублевский и др., 2011, 2012]. Это позволяет предполагать, что первичные магмы для пород вышеперечисленных комплексов были сформированы из единого умеренно деплетирован-ного мантийного источника, расположенного под Сибирским кратоном. Ряд исследователей связывают образование массивов щелочных пород с деятельностью суперплюма [Ярмолюк и др., 2005; Ножкин и др., 2008]. Эту точку зрения трудно аргументировать в данной работе, учитывая локальное размещение комплексов. Тем не менее можно предполагать, что карбонатный (или карбонатно-сили-катный) метасоматический агент высвобождался из рециклированной океанической коры головки плюма, взаимодействуя с литосферным мантийным материалом (гарцбургитом). Это предположение согласуется с исследованием изотопного состава кислорода в минералах Белой Зимы [Doroshkevich et al., 2016], которое показало, что первичные расплавы характеризовались низкими 518O и могли быть связаны с метасоматическим агентами, выделяющимися из субдуцированной гидротермально-измененной коры с низким 518O. Соболев с соавт. [Соболев и др., 2009] предложили схожую модель формирования первичных магм для триасовых меймечитов и щелочных пород провинции Маймеча-Коту, которые рассматриваются как продукты деятельности Сибирского мантийного суперплюма. Эволюция расплавов Имеющиеся на сегодняшний день многочисленные петрологические и экспериментальные данные (см., напр.: [Le Bas, 1987; Veksler et al., 1998; Арзамасцев, Арзамасцева, 2013 и др.]) свидетельствуют, что кристаллизационная дифференциация первичной оливин-меланефелинитовой магмы является главным процессом, ответственным за образование ще-лочно-ультраосновных - основных серий в щелочных карбонатитовых комплексах мира. Андреева с соавт. [Андреева и др., 2004, 2007] на основании изучения расплавных включений в минералах щелочных ультраосновных пород Белой Зимы оценили состав родоначальных расплавов и пришли к выводу, что они соответствуют недосыщенным кремне-кислотой высококальциевым расплавам (меланефе-линитового (?) состава), обогащенным щелочами, редкими и летучими компонентами. Магнезиальность мельтейгитов Белой Зимы, свидетельствующая в пользу наименьшей степени диф-ференцированности по отношению к другим разновидностям пород комплекса, тем не менее, наряду с низкими концентрациями никеля и хрома пород, подтверждает факт завершившейся кристаллизации оливина. Согласно исследованиям плавкости системы нефелин-диопсид-титанит [Veksler, Teptelev, 1990], после кристаллизации оливина меланефели-нитовый расплав будет эволюционировать в сторону диопсид-перовскитовой котектики. Ранняя кристаллизация перовскита в мельтейгитах Белой Зимы привела к обеднению остаточного расплава РЗЭ и Nb и кристаллизации РЗЭ-деплетированных ийоли-тов и нефелиновых сиенитов. Апатит также может быть важной фазой в контроле РЗЭ, поскольку его количество в мельтейгитах достигает 3%, а имеющиеся экспериментальные данные по коэффициентам распределения РЗЭ между минералом и силикатным расплавом выше единицы [Prowatke, Klemme, 2006; Watson, Green, 1981]. Рассмотренные особенности кристаллизации расплавов Белой Зимы схематически изображены на рис. 14, a, b. Подобное поведение РЗЭ с понижением их количества к поздним сиенитам отмечается во многих щелочно-ультраосновных карбонатитовых комплексах (например, Олдоиньио-Ленгаи [Dawson et al., 1995], массивы Кольской щелочной провинции [Арзамасцев, Арзамасцева, 2013], породы провинции Маймеча-Котуй [Егоров, 1991 и др.]. Карбонатиты Белой Зимы эволюционировали от ранних кальцитовых к доломитовым и анкеритовым. Наиболее высокие концентрации Nb и Zr отмечены в кальцитовом карбонатите, а анкеритовые обогащены РЗЭ. Высокие содержания Nb-Та и Zr-Hf в кальцито-вых и кальцит-доломитовых карбонатитах, по сравнению с анкеритовыми разностями, объясняются ранней кристаллизацией пирохлора и цирконолита. Высокие содержания лантаноидов в анкеритовых карбонатитах объясняется наличием карбонатов редкоземельных элементов и монацита. В меньшей степени РЗЭ концентрируются в анкерите и доломите. Поведение РЗЭ и редких элементов при эволюции карбонатитов отразилось и на составе минералов карбонатитов: пирохло-ра, амфибола, апатита и др. [Doroshkevich et al., 2017]. Выводы Возраст 631 ± 11 млн лет, полученный по Pb/Pb изохроне для пород Белозиминского массива согласуется с предыдущими возрастными оценками и ложится в интервал значений образования щелочных карбонатитовых массивов, распложенных по краю Сибирского кратона. Изотопно-геохимические данные для пород комплекса Белая Зима показали, что первичные расплавы формировались из гетерогенного умеренно де-плетированного мантийного источника. Вероятный мантийный метасоматический агент имел карбонатный исходный состав. Первичные расплавы пород были сформированы из гранат-содержащего источника при низкой степени частичного плавления. Рис. 14. Изменение содержаний некоторых основных компонентов и элементов примесей при кристаллизации щелочных силикатных расплавов карбонатитового комплекса Белая Зима а: ось ординат - средние концентрации оксидов в основных разновидностях щелочных силикатных пород Белой Зимы; b: ось ординат - средние концентрации редких и редкоземельных элементов. Условные обозначения приведены на рис. 2. В скобках указано количество анализов. Fig. 14. Content changes in the of some of the main components and elements of impurities during crystallization of alkaline silicate melts of the Belaya Zima carbonatite complex a: the ordinate axis is the average concentration of oxides in the main varieties of alkaline silicate rocks of the Belaya Zima carbonatite complex; b: the ordinate axis is the average concentration of rare and rare earth elements. The legend is shown in fig. 2. The number of analyzes is indicated in parentheses Поведение основных петрогенных и редких элементов в щелочных силикатных породах можно объяснить процессом кристаллизационной дифференциации. Для пород характерна ранняя кристаллизация перовскита, являющегося главным концентратором REE, Nb, что приводило к обеднению этими элементами ийолитов и щелочных сиенитов. Минералого-петрографические исследования состава пород выполнены в ЦКП «Аналитический центр минералого-геохимических и изотопных исследований» ГИН СО РАН, г. Улан-Удэ. Работа выполнена в рамках программ фундаментальных иссле

Скачать электронную версию публикации